广西佛子冲铅锌矿
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发布时间：2022-04-26 09:13
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时间：2022-06-26 12:26
广西佛子冲铅锌矿区是桂东南地区最大的铅锌矿生产基地，建于1966年。至2006年末，经40年的开采，已出现资源危机。按当时的年处理矿石量，矿山保有储量仅能再维持3年，急需持续生产的接替资源。佛子冲铅锌矿原探明的储量只在佛子冲背斜东翼，经资源潜力调查，认为背斜西翼和矿区西南部深部尚有赋存矿体的可能。佛子冲铅锌矿矿产预测和勘查就布置在佛子冲背斜西翼六塘测区和水滴顶－牛卫顶测区，共完成1∶1万激电中梯扫面5.6km2。物探工作的目的是圈定铅锌矿体或矿化蚀变带(硫化物)，为勘查工程布置提供依据。激电工作均由广西壮族自治区地球物理勘查院承担。
本矿区于清朝已有民采，遗迹较多。1958年5月，梧州专区地质队普查组进行矿点检查，认为有进一步工作价值。1959年初，广西物探大队八零四分队为配合梧州专区地质队进行普查，开展化探土壤测量、磁法、电法工作，完成1∶5万化探土壤测量115km2，1∶1万磁法、化探10.6km2，1∶2千磁法、电法、化探详查5.3km2。经化探、磁法、电法工作，发现10余个平行排列的长条状异常，异常首尾相接组成大于2km×0.5km的异常带，磁异常值达100～700nT;化探Pb、Zn、Cu元素极大值分别为:3000×10－6、500×10－6、300×10－6;自电在矿体上既有﹢200mV正异常，亦有﹣150mV负异常，与所处矿体中的位置有关。
一、矿床地质背景
佛子冲铅锌矿位于岑溪县诚谏乡，由三牛卫、河三勒寨及佛子冲石门—刀支口3个矿段组成。地处华夏微板块云开隆起诚谏火山盆地大冲背斜。区内出露奥陶系、志留系板岩、轻变质泥砂岩夹灰岩透镜体，其上不整合覆盖白垩系红色砂岩及石英安山质凝灰熔岩。侵入岩为燕山晚期广平花岗岩、花岗斑岩支脉。矿体主要产于花岗斑岩外接触带400m范围内，属矽卡岩型层状矿床，次为裂隙充填脉状矿体。围岩蚀变有矽卡岩化、硅化、绢云母化、绿泥石化等(图4－6－1)。
(一)地层
矿区出露有奥陶系、志留系、白垩系和第四系。其中奥陶系(O)中奥陶统上组二段(Ob－22)(厚200m)，为深灰—灰色细砂岩夹6～13层含白云质泥质灰岩，灰岩单层厚0.8～21.9m，是矿区主要的含矿层位。上奥陶统下组二段(Oa－23)，为深灰色—灰黑色发丝状炭质板岩、灰色粉砂岩夹泥质砂岩及多层泥质灰岩，泥质灰岩单层厚度为0.2～100m，有时被交代成矽卡岩，是次要的含矿层位。志留系(S)下志留统中组(Sb1)，为黑色板岩夹薄层石英砂岩—灰岩互层，中部及顶部各有一层厚20～50m角砾状、扁豆状或带状泥质灰岩，夹透辉石透闪石绿泥石矽卡岩，最厚可达90m，也是主要赋矿层位之一;下志留统上组(Sc1)，上部为厚—中层状粗粒石英砂岩夹薄层板岩，中部为砂质板岩夹板岩、砂岩，上部以粉砂岩、粉砂质板岩为主，夹少量砂岩、钙质砂岩，顶部有一层10m厚的泥质灰岩，部分已交代成矿，是矿区次要含矿层位之一。
图4－6－1 佛子冲铅锌矿田地质略图(据广西204队，1990)
(二)构造
褶皱。佛子冲矿田褶皱与断裂构造均十分发育。佛子冲背斜是矿田主干褶皱之一，轴向NE30°，延长11km，宽1～2km。核部地层为奥陶系砂页岩，底部为灰绿色板岩夹砂岩。北西翼较陡，两翼地层中有层状、似层状矿体产出。测区位于其中段北西翼。
断裂。北北东向断裂为矿田内最发育断裂组之一，沿断层带有平行北北东向的花岗岩、花岗闪长斑岩岩墙充填，构成1～2km宽挤压带。该断裂控制了佛子冲铅锌矿体的分布。
(三)岩浆岩
佛子冲矿田内燕山期岩浆岩分布广泛，岩性有二长花岗岩、花岗闪长岩、英安斑岩、花岗斑岩等。燕山晚期花岗闪长岩—花岗斑岩的侵位，导致成矿热液叠加改造最终形成工业矿床。
(四)矿体特征
矿化富集规律如下。①当厚层灰岩出现在花岗闪长岩附近，且灰岩中有北东或北北东向断裂通过时，往往形成规模较大、品位较高的铅锌矿。矿体产状与岩层基本一致，多呈北北东向展布。②灰岩层及与北东和北西向两组成矿前断裂交叉部位常形成富矿。③断裂、构造裂隙发育地段，灰岩厚度又较大时常出现富矿段。④岩层强烈扭曲地段常形成富矿段。
二、地球物理特征及地质－地球物理(地球化学)找矿模型
(一)岩矿石物性特征
此次物探工作没有对不同岩石和矿石进行电性实测，以往众多地质队伍已做了实测研究。总体而言，矿石的极化率比普通岩石高40倍以上，矿石的电阻率则比普通岩石低( )。
组成矿石的有用组分是Pb、Zn、Cu、Ag、Bi、Cd、Co、As、Sb、Au、Ni、Ba、Mn、Sr、Hg等，它们是电子导电性物质，组成砂岩类、板岩、灰岩等的颗粒是绝缘体，在人工电场作用下电子导电性物质产生的极化效应远远强于“绝缘”介质，所以矿石的极化率就大大高于普通岩石。电子导电性物质中含有大量自由电子，由于自由电子基本决定了物质的导电性能，所以矿石的导电性良好，其电阻率低。组成普通岩石的颗粒是绝缘体，其所含自由电子很少，其导电性能基本上是离子导电，由颗粒之间裂隙所含溶液的成分和量决定的，所以其导电能力差，就造成普通岩石电阻率偏高。在实际中，就同一矿体因各矿段有用组分及含量的不同、结构构造不同，其电性也是有差异的，有用组分含量高者比低者极化效应强，块状、细粒状、网脉状、稠密浸染状矿体要比稀疏浸染和星点状矿体的极化效应强。
鉴于上述矿石与普通岩石的激电性与电性的显著差异，因此选用激电法为主要的找矿手段。
应该指出的是元素C(碳)也是电子导电性物质，同样具备良好的导电性和强的极化效应。佛子冲矿田Oa－23是含矿层之一，其岩性是炭质板岩、粉砂岩、夹泥质砂岩及多层赋矿泥质灰岩，而且在地表已见石墨化，因此它们会产生较强的干扰，这在解释异常时需注意区分。
(二)地质－地球物理(地球化学)找矿模型
综合找矿概念模型概括如表4－6－1和图4－6－2所示。
表4－6－1 佛子冲铅锌矿地质－地球物理(地球化学)找矿模型
续表
图4－6－2 地质－地球物理模型示意图
三、物探方法技术运用
本次物探工作主要开展了激发极化法(中梯)和CSAMT法。目的是开展激电中梯扫面，圈定测区内地质构造及极化体的平面展布特征，结合地质、化探、槽探、钻探等资料，选择较有意义的激电异常，采用CSAMT法进行异常研究，进一步了解工作区内深部构造发育状况和铅锌矿体的分布、规模及矿体变化情况等，圈定成矿有利地段，评价矿区矿体(矿化带)成矿远景，为下一步开展其他地质勘查工作提供物探指导信息。
(一)测网布设
测网布设使用的仪器是手持GPS。测网网度:100线—120线网度为100m×25m;120线—148线网度为200m×25m。
(二)仪器设备
物探工作使用的仪器为美国Zonge公司生产的GDP－32Ⅱ多功能电法仪系统。该仪器有八个接收信道，能够完成时域激发极化(TDIP)、频率域激发极化(RPIP)、复电阻率法(CR)、瞬变电磁法(TEM)、可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)测量，其性能指标为工作频率0.0007～8192Hz，工作温度－20～60℃，工作湿度5%～100%，时钟稳定度小于5×10－10/24h，输入阻抗10MΩ/DC，动态范围190dB，最小检测信号电压0.03μV、相位±0.1mard(毫弧度)，最大输入信号电压±32V，自动补偿电压±2.25V(自动)，增益1/8～65536(自动)。
(三)激电工作方法
采用中梯装置开展面积性激电测量，双向供电8s，观测450～1100ms;工作方式为短导线方式，一线供电多线测量;AB距为1300～1800m，旁测线距Hmax=200m，MN=50m，点距为25m;供电电流为1～2.8A，观测参数为视充电率(ΜS)、一次电位(ΔV1)。
(四)可控源音频大地电磁法(CSAMT)
采用赤道偶极装置，点距为50m，供电电极距AB=1200m，测量电极距MN=50m，收发距R≥4000m，工作频率为8～8192Hz，均为加密频点观测。
(五)工作质量
矿区干扰严重，主要干扰源为矿山直流电车用电。矿山每天停电3h，但无法控制周边民矿用电，所以电法工作基本上是在干扰中开展的。
激电中梯和CSAMT测量数据都经过质检，质检量满足设计要求，质量均达B级精度。成果资料可供正式利用。
(六)数据处理方法
1.激电中梯测量
采用Zonge公司的软件对原始数据进行整合，计算视电阻率值，使用MapGIS软件绘制视充电率及视电阻率等值线平面图。由于测网布设使用手持GPS施测，未做质检工作，故测点点距可能存在误差，视电阻率数据仅做参考。
通过绘制视充电率及视电阻率等值线平面图(图4－6－3)，较直观地圈定高极化异常平面分布状况;结合地质、化探、钻探资料，排除非矿异常，以便在有意义的矿致异常上继续开展其他物探方法或地质钻探手段，进一步探测揭示激电异常的性质。
2.可控源音频大地电磁测深法
CSAMT数据处理与反演，采用Zonge公司的SCS2D可控源音频大地电磁法二维反演系统，每条测线均进行了电阻率二维反演，并绘制了电阻率二维反演断面图。通过分析电阻率二维反演断面，划分电性界面，推测深部构造及矿化体分布状况及产状要素。
Zonge公司的二维反演系统是一个连续圆滑反演软件，其特点是根据曲线形态自动给出初始参数，没有人为因素的影响，具有可比性。由于采用的是圆滑反演，要求上下层之间以及相邻测点间同深度的电阻率是圆滑变化的，因此其反演所得的电阻率与真电阻率存在一定的差异。其次，电磁测深实测数据中除了人文干扰外，还有一些其他影响因素，诸如静态效应、场源效应等。因此，在数据处理时，对其进行了校正。
(七)解释推断
1.定性解释
佛子冲矿床为广义层控改造型铅锌矿床。矿体产于佛子冲背斜的东翼奥陶系中上统细砂岩、钙质粉砂岩夹白云质、泥质灰岩中，灰岩+花岗岩+NNE向构造(层间为主)破碎带三位一体是最有利的控矿关键因素。
图4－6－3 广西佛子冲铅锌矿区激电中梯MS等值线平面图
定性解释步骤是首先分析激电异常或CSAMT低阻异常所处层位，排除非矿异常，两种方法相结合，查明重点异常或有意义异常，最后确认矿致异常。
Dm2－2异常中北段———第三、四个高值异常和Dm2－4经CSAMT勘查，均无相对应的低阻异常，认为它们是非矿异常。在异常范围内数个钻孔未见矿。
在激电中梯MS等值线平面图4－6－3中，Dm2－1、Dm2－2(南段)、Dm2－3、Dm2－5异常经CSAMT勘查，MS异常与CSAMT反映的低阻异常相对应;Dm1、Dm3、Dm4、Dm5分布在含矿层Oa－23和Oa－13、Ob－13地层上，推断为有找矿意义的异常。上述推断均为槽、井、硐探工程所证实。
其中在Dm4异常西南MS=19%左右的范围内施工了5个验证钻孔，均已见矿。根据135线、136线综合剖面特征，推断已控201号矿体往北东延伸，其主矿体在136线一带。
2.定量解释
在确认激电矿致异常与非矿异常后，通过在矿异常上采用激电测深、可控源音频大地电磁测深进行精细剖面测量，取得视电阻率二维反演断面。利用ρS断面，推断异常体的埋深、厚度、倾向等产状要素，为下一步钻探工作提供依据。
(八)主要成果
1)物探工作部署首选激电中梯扫面，成功地获得面积性激电异常资料，圈定了找矿有利地段。
2)激发极化中梯扫面结果，发现有意义异常5处(图4－6－3)，断续长达4.4km，为预测转入勘查提供了重要的依据。
3)对激电异常进行认真踏勘，筛除掉炭质层(Oa－23)引起的干扰异常。对有利层位(Ob－22、Oa－22)上的异常，具有规模较大，亦有CSAMT异常，还有化探Zn等异常相对应者，为矿致异常。推测由含矿层(矽卡岩)、硫化物矿(化)体综合引起。
四、验证结果
1)对Dm4异常边部施工钻孔(图4－6－3，ZK283、ZK330、ZK331、ZK408钻孔)，已见矿。按广义层控规律，异常的主体并没有被上述钻孔揭露到，因此再建议布设验证孔，验证结果均见矿，具体见矿情况如下。
ZK0201。共控制3层铅锌矿体，见矿深度在215～280m。上层铅锌矿体厚1.86m，Pb平均品位3.32%，Zn平均品位2.50%;第二层矿体厚度为1.72m，Pb平均品位0.87%，Zn平均品位0.94%;第三层矿体厚度为1.15m，Pb平均品位4.43%，Zn平均品位4.51%。
ZK8－138－1。共控制3层铅锌矿体，见矿深度在标高为10～－40m。上层铅锌矿体厚5.78m，Pb平均品位0.947%，Zn平均品位2.31%;第二层矿体厚度为1.86m，Pb平均品位1.98%，Zn平均品位2.26%;第三层矿体厚度为3.49m，Pb平均品位1.87%，Zn平均品位3.66%。
2)2008年预测转勘查后半年，按200m线距施工5个钻孔(图4－6－3，ZK0601、ZK01001、ZK01401、ZK01801、ZK02201)，均见矿较好，连同验证孔共控制矿(化)带走向长达1200m，进一步证实了物探推测Dm4为矿致异常是准确的，具有找矿远景。Dm4异常上6－22勘探线第一批施工钻孔见矿情况如表4－6－2所示。
表4－6－2 Dm4异常6－22勘探线第一批钻孔见矿表
五、佛子冲铅锌矿区勘查工作的启示
(一)地质与物探紧密配合才能充分发挥物探在寻找深部隐伏盲矿中的作用
佛子冲接替资源找矿勘查取得突破，一是佛子冲地区具备地质资源潜力，二是岩矿石具有良好的地球物理勘查物性前提。关键在于地质与物探紧密结合，提高了找矿效果。
佛子冲激电异常是一种特殊的找矿标志，有显著的找矿效果，与该区成矿地质条件和矿化特征分不开。佛子冲各个矿段矿体的埋藏深度统计，浅者0～50m，深者在250～325m。该区激电法使用的供电极距，大致能探测到200m深度。鉴于该区铅锌矿体上部及顶端常有硫化物矿化，在含矿破碎带旁侧的钙质砂岩中常有星点状、浸染状方铅矿、闪锌矿化，矿化范围远较矿体大，因此，激电勘查可以发现较深部的矿体。
物探综合研究还不够深入，尚须进一步完善:①该区磁测、化探也有很好的找矿效果，铅锌矿体能引起100nT左右的磁异常，有Pb、Zn、Cu或Pb、Zn、Cu、Ag元素组合异常。若能收集这两种数据进行综合解释，确定激电异常的性质就更有把握。②受探矿权范围和承包工作制约，激电法没有测到正常场，异常追索不完整。③应在拟布孔地段布置综合研究剖面，采用激电测深、CSAMT测深、高精度磁测和化探等综合方法，对异常进行综合研究、定量解释和再解释工作。
(二)激电异常显示佛子冲矿区仍有巨大的找矿潜力
佛子冲六塘矿段有找矿意义的异常8处，总体规模较大。除了Dm4、Dm5两处矿致异常长约1000m，还有长约3400m的6处异常尚未查证(图4－6－3)。这些异常预示着该区仍具有良好的找矿远景。
(本节供稿人:黎海龙黄启勋陆怀成)
